(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貯蔵タンク（５２）に液化アンモニアを受け入れる流量を計測する液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システムであって、
液化アンモニアを受け入れる際のタンクレベルの変化量を測定する、前記貯蔵タンク（５２）に設置したレベル計（６１）と、
液化アンモニアを受け入れる際の液化アンモニアの貯槽温度を測定する、前記貯蔵タンク（５２）に設置した温度計（６２）と、
前記レベル計（６１）で計測したタンクレベルの変化量と前記温度計（６２）で計測した液化アンモニアの貯槽温度値に関する測定値情報データベース（１１）、液化アンモニアを貯蔵する貯蔵タンク（５２）の貯蔵容量を換算する換算値に関する貯蔵タンク容量換算値情報データベース（１２）、液化アンモニアの液比重に関する液化アンモニア液比重情報データベース（１３）が格納されたデータベース（１０）と、
前記データベース（１０）の情報の演算処理を行う処理装置（２０）と、入力装置（３０）とから成り、
前記データベース（１０）との間でデータを送受信することにより、測定したタンクレベルの変化量及び測定した貯槽温度を入力する測定値入力手段（２１）と、これらの測定したデータについて貯蔵タンク容量換算値と液化アンモニア液比重値を換算処理する測定データ換算手段（２２）と、その換算値の結果について表示するデータ生成手段（２３）と、を備え、
入力装置（３０）を用いて測定値情報が前記測定値情報データベース（１１）に格納され、
測定値情報が入力されると、前記測定データ換算手段（２２）により、タンクレベルの変化量から液化アンモニアの容量の合計値が算出され、複数の貯蔵タンク（５２）の貯槽温度から液化アンモニアの中央値の液比重が算出され、この液化アンモニアの容量の合計値が質量に換算され、質量の変化量から単位時間当たりの質量流量が算出され、
この単位時間当たりの質量流量が受入流量として、前記データ生成手段（２３）により、データ化され、それが表示されて計測処理が終了する、ことを特徴とする液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システム。
【請求項２】
前記測定データ換算手段（２２）により、液化アンモニアの複数の貯槽温度からその中央値の液比重が算出されたものが液温度で比重補正される、ことを特徴とする請求項１の液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システム。
【請求項３】
前記データ生成手段（２３）により受入流量が表示される共に、常に新しい受入流量をグラフ表示するいわゆるトレンドグラフ表示を作成するトレンドグラフ作成手段（２４）を更に備えた、ことを特徴とする請求項１の液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システム。
【請求項４】
複数の貯蔵タンク（５２）に液化アンモニアを受け入れる流量を計測する液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測方法であって、
前記貯蔵タンク（５２）に予め設置されている監視用としてのレベル計（６１）を用いて液化アンモニアを受け入れる際のタンクレベルの変化量を測定し、
前記貯蔵タンク（５２）に予め設置されている監視用としての温度計（６２）を用いて液化アンモニアを受け入れる際の該液化アンモニアの貯槽温度を測定し、
計測した前記タンクレベルの変化量からタンクテーブル表を用いて液化アンモニアの容量の合計値を算出し、
計測した複数の前記貯蔵タンク（５２）の貯槽温度から、液化アンモニアの中央値の液比重を算出し、この算出した数値を液温度で比重補正し、
この液化アンモニアの容量の合計値を質量に換算し、
この液化アンモニアの質量の変化量から単位時間当たりの質量流量を算出することにより受入流量を計測する、ことを特徴とする液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵設備に液体を受け入れる際の流量を計測する計測技術に係り、特に液化アンモニアについて、流量計が設置されていない貯蔵タンクにおける受入流量を演算処理により計測する液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システム及び計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液化アンモニアの受入荷役業務において、受入配管の振動等を抑制するために液化アンモニアの受入流量を把握する必要がある。しかし、液化アンモニアの貯蔵タンク、即ち受入貯蔵設備には流量計が設置されていないことが多い。そこで、受入配管に容積式又は差圧式等の流量計を設置して受入流量を計測する。
【０００３】
図７は受入貯蔵設備に差圧式流量計を設置した一例を示す設備概要図であり、受入配管５１と貯蔵タンク５２（タンクＡ、タンクＢ、タンクＣ）とを連結する計量用管路５３に差圧式流量計５４を接続する。図示のような差圧式流量計を接続するときは、流量計前後の計量用管路５３に直管路が必要であり、この計量用管路５３に差圧オリフィスプレートを取り付け、その前後の差圧を測定する。計量用管路５３には例えば２ｍ程度の直管路が必要である。更に、差圧検出配管５５の設置、計器収納盤の設置等の設置工事を要する。
【０００４】
この差圧式流量計５４の差圧オリフィス前後の検出部５６は、リモートシール差圧式発信器５７に接続し、現場の計器盤に表示される。アンモニア制御盤において、リモートシール差圧式発信器５７の信号は、ディストリビュータ（信号分配器）５８で処理される。次に、受入操作監視室において、アレスタ盤５９、シグナルコンディショナ６０により信号処理することで、受け入れをする液体の流量を計測する。
【０００５】
また、計量用管路５３に１．５ｍの有効直管長を確保できるときは、渦式流量計により受入の流量を計測することができる。この渦式流量計は、渦発生体を取り付け、渦の発生周波数は流速に比例することになるので、この渦の発生周波数を計測することにより、受け入れをする液体の流量を計測できる。
【０００６】
このような貯蔵設備に受け入れる際の液体流量（重量）の算出を行うため流量演算システムに関する技術が提案されている。例えば、特許文献１の特開２００２−３０２２００号公報「タンクローリの流量演算システム」のように、タンクローリによる液化ガスの受け入れ又は吐出時に、当該液化ガスの受入重量又は吐出重量を算出するための流量演算システムにおいて、タンク内の液面高さを計測する所定ピッチで設置された２個の液面計と、タンク内の液化ガスの温度を計測する温度計と、前記液面計で計測された液面高さと、その２箇所の液面高さから得られたタンクの傾きとから受け入れ又は吐出による液化ガスの容量変化量を算出し、前記温度計によって計測された液化ガスの温度から液比重を算出し、更に前記容量変化量に液比重を乗じて液化ガスの重量を算出して出力する制御手段とを有するシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３０２２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図７に示した貯蔵設備の計量用管路５３に接続された差圧式流量計では、差圧検出配管５５において受入終了後の配管パージによりガス溜りが発生しやすく、そのために良好な流量計測が得られないという問題を有していた。
【０００９】
また、差圧式以外の計測手段として容積式流量計等がある。これは計器点検時において、流量計内部に残った液化アンモニアの除去が困難で、流量計の分解点検ができないことから、保守面での問題があり採用できないという問題を有していた。液体アンモニアは危険有害性の高いガスという特性があるからである。液体アンモニアは、極めて可燃性、引火性の高いガスであり、熱すると爆発しやすい加圧ガスである。これを作業中に吸引すると有害であり、皮膚に付着すると重篤な皮膚の薬傷を起し、眼に入ると重篤な眼の損傷を起こす。これを人が吸入するとアレルギー・喘息又は呼吸困難を起こす恐れがある。
【００１０】
上述した特許文献１の「タンクローリの流量演算システム」は、タンクローリのタンクに液面計と温度計を備え、ＬＰガスのような液化ガスの容量変化量を算出し、温度計によって計測された液化ガスの温度から液比重を算出する方法であるが、液体アンモニアのような危険有害性の高いガスを計測するための保守面が考慮されていないこと、タンクローリのタンクということで複数の貯蔵タンクの受入の際に計量することが考慮されていないという問題を有していた。
【００１１】
本発明の発明者は、貯蔵タンク特に液化アンモニア貯蔵タンクには、後から流量計を設置することが煩雑であることに鑑み、貯蔵タンクに監視用として予め設置されているレベル計と温度計を利用することに着目した。このレベル計と温度計による測定値を用いて、受入流量を計測できることを創案した。
【００１２】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、貯蔵タンクに監視用として設置されているレベル計と温度計を用いることで、このレベル計と温度計の測定値を利用して受入流量を計測することにより、流量計の購入費、設置工事費及びその補修費を削減することができる液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システム及び計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の計測方法は、複数の貯蔵タンク（５２）に液化アンモニアを受け入れる流量を計測する液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システムであって、液化アンモニアを受け入れる際のタンクレベルの変化量を測定する、前記貯蔵タンク（５２）に設置したレベル計（６１）と、液化アンモニアを受け入れる際の液化アンモニアの貯槽温度を測定する、前記貯蔵タンク（５２）に設置した温度計（６２）と、前記レベル計（６１）で計測したタンクレベルの変化量と前記温度計（６２）で計測した液化アンモニアの貯槽温度値に関する測定値情報データベース（１１）、液化アンモニアを貯蔵する貯蔵タンク（５２）の貯蔵容量を換算する換算値に関する貯蔵タンク容量換算値情報データベース（１２）、液化アンモニアの液比重に関する液化アンモニア液比重情報データベース（１３）が格納されたデータベース（１０）と、前記データベース（１０）の情報の演算処理を行う処理装置（２０）と、入力装置（３０）とから成り、前記データベース（１０）との間でデータを送受信することにより、測定したタンクレベルの変化量及び測定した貯槽温度を入力する測定値入力手段（２１）と、これらの測定したデータについて貯蔵タンク容量換算値と液化アンモニア液比重値を換算処理する測定データ換算手段（２２）と、その換算値の結果について表示するデータ生成手段（２３）と、を備え、入力装置（３０）を用いて測定値情報が前記測定値情報データベース（１１）に格納され、測定値情報が入力されると、前記測定データ換算手段（２２）により、タンクレベルの変化量から液化アンモニアの容量の合計値が算出され、複数の貯蔵タンク（５２）の貯槽温度から液化アンモニアの中央値の液比重が算出され、この液化アンモニアの容量の合計値が質量に換算され、質量の変化量から単位時間当たりの質量流量が算出され、この単位時間当たりの質量流量が受入流量として、前記データ生成手段（２３）により、データ化され、それが表示されて計測処理が終了する、ことを特徴とする。
【００１４】
更に、前記測定データ換算手段（２２）により、液化アンモニアの複数の貯槽温度からその中央値の液比重が算出されたものが液温度で比重補正される。
前記データ生成手段（２３）により受入流量が表示される共に、常に新しい受入流量をグラフ表示するいわゆるトレンドグラフ表示を作成するトレンドグラフ作成手段（２４）を更に備えた。
【００１５】
本発明の計測方法は、複数の貯蔵タンク（５２）に液化アンモニアを受け入れる流量を計測する液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測方法であって、前記貯蔵タンク（５２）に予め設置されている監視用としてのレベル計（６１）を用いて液化アンモニアを受け入れる際のタンクレベルの変化量を測定し、前記貯蔵タンク（５２）に予め設置されている監視用としての温度計（６２）を用いて液化アンモニアを受け入れる際の該液化アンモニアの貯槽温度を測定し、計測した前記タンクレベルの変化量からタンクテーブル表を用いて液化アンモニアの容量の合計値を算出し、計測した複数の前記貯蔵タンク（５２）の貯槽温度から、液化アンモニアの中央値の液比重を算出し、この算出した数値を液温度で比重補正し、この液化アンモニアの容量の合計値を質量に換算し、この液化アンモニアの質量の変化量から単位時間当たりの質量流量を算出することにより受入流量を計測する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、貯蔵タンク（５２）に監視用として設置されているレベル計（６１）と温度計（６２）を用い、このレベル計（６１）と温度計（６２）の測定値を利用して受入流量を計測することができる。貯蔵タンク（５２）の配管に、新たに流量計を設置する必要がないので、流量計等の購入費と設置工事費を削減することができる。更にこのような流量計等を設置していないのでその補修費も削減することができる。
【００１７】
また、危険有害性の高い液体アンモニアを貯蔵する貯蔵タンク（５２）の配管に、流量計等の設置工事をする必要がないので、その安全性と保守を考慮する必要がなく、受入流量を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の受入流量の計測システムを利用した液化アンモニア貯蔵タンクと作業手順を示す概略図である。
【図２】本発明の受入流量の計測システムを利用した液化アンモニア貯蔵タンクと各作業の流れを示す概略図である。
【図３】本発明の受入流量の計測システムの構成を示すブロック図である。
【図４】液レベルと液容量との関係を示す対比表（ａ）と、そのグラフである（ｂ）。
【図５】受入流量計測システムのループ構成を示す一例である。
【図６】アンモニア受入流量換算の演算ロジックを示す。
【図７】受入貯蔵設備に差圧式流量計を設置した一例を示す設備概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、複数の貯蔵タンクに液化アンモニアを受け入れる流量を計測する液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システムと計測方法である。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の受入流量の計測システムを利用した液化アンモニア貯蔵タンクと各作業を示す概略図である。図２は本発明の受入流量の計測システムを利用した液化アンモニア貯蔵タンクと各作業の流れを示す概略図である。図３は本発明の受入流量の計測システムの構成を示すブロック図である。
本発明の液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システムと計測方法は、図１の概略図と図２の作業流れ図に示すように、液化アンモニアの受入荷役業務において、貯蔵タンク５２に監視用として設置されているレベル計６１と温度計６２を利用して、液化アンモニアのレベルの変化量を測定すること、貯蔵タンク５２の貯槽温度を測定すること、タンクレベルからタンクテーブル表を用いて液化アンモニアの容量（ｍ３）を算出すること、タンク温度から液比重を算出すること、液化アンモニア容量を質量（ｔｏｎ）に換算すること、質量の変化量から質量流量（Ｔ／Ｈ）を算出すること、この流量データを表示することの各作業からなる。
【００２１】
本発明の液化アンモニア貯蔵タンク受入流量計測システム１００は、図１の概略図に示すように、例えば液化アンモニアの貯蔵タンク５２がＡタンク、Ｂタンク、Ｃタンクと３基備えた設備について、その受入流量を計測するものである。このＡタンク、Ｂタンク、Ｃタンクの３基は一例であって、３基に限定されない。図示例ではレベル計６１と温度計６２の説明について、ＡタンクとＡタンクが並列した状態になっているが、これは同一のタンクを示し、Ａタンクは１基である。この１基のタンクにレベル計６１と温度計６２が設置されている。
【００２２】
本発明の液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システム１００は、図３のブロック図に示すように、データベース１０、測定値入力手段２１、測定データ換算手段２２、データ生成手段２３およびトレンドグラフ作成手段２４を主な構成要素としている。測定値入力手段２１、測定データ換算手段２２、データ生成手段２３およびトレンドグラフ作成手段２４は、コンピュータシステムおよびその周辺機器により構成され、このコンピュータシステムおよびその周辺機器がアプリケーションプログラムに従って動作することにより、各手段の機能を発揮するようになっている。
【００２３】
本発明の液化アンモニア貯蔵タンク受入流量計測システム１００は、液化アンモニア貯蔵タンク５２における液面レベルと貯槽温度に関する測定情報と、換算値、液比重に関するデータ等を入力する入力装置３０と、この計測値から液化アンモニアの容量、質量、変化量などを算出し、又は換算して演算する処理装置２０と、測定情報と、換算値、液比重に関するデータなどの情報を記憶するデータベース１０と、処理装置２０によって演算された流量情報等のデータを表示する表示装置４０を備えたシステムである。
【００２４】
処理装置２０は、例えばＣＰＵなどの情報処理装置によって構成され、図１に示したようなタンクＡ、タンクＢ、タンクＣの貯蔵タンク５２に監視用として設置されているレベル計６１、温度計６２で計測したレベル値、温度の測定値を入力する測定値入力手段２１と、これらのレベル値、温度の測定値から流量に換算する測定データ換算手段２２、表示装置４０に表示させるデータを生成するデータ生成手段２３を含む。更に、常に新しい受入流量をグラフ表示するいわゆるトレンドグラフ表示を生成するトレンドグラフ作成手段２４を含む。
【００２５】
データベース１０は、発変電機器の設備機器の点検・修繕に必要なデータを格納した部分であり、ハードディスク記憶装置等の大容量記憶装置を含んで構成される。また、測定値入力手段２１と、測定データ換算手段２２、データ生成手段２３およびトレンドグラフ作成手段２４は、このデータベース１０との間でデータを送受信することにより、各手段としての動作を行うようになっている。
【００２６】
図４は液レベルと液容量との関係を示す対比表（ａ）と、そのグラフである（ｂ）。図５は受入流量計測システムのループ構成を示す一例である。図６はアンモニア受入流量換算の演算ロジックを示す。
本発明の液化アンモニア貯蔵タンク受入流量計測システム１００は、図２に示した作業手順の中、タンクのレベルの測定と温度の測定の次の段階から、画面の表示データの作成までを自動で処理するものである。
先ず、各貯蔵タンク５２に備えられているレベル計６１で、液化アンモニアの液面の高さを測定する。このレベル計６１は、各貯蔵タンク５２の貯蔵量を算出するために測定する。例えば、０から３．５ｍまでの測定値がある。貯蔵タンク５２の規模に応じてこの最大値の数値は変化する。以下同様である。
【００２７】
液化アンモニア貯蔵タンク受入流量計測システム１００は、レベル計６１を利用して、液化アンモニアのレベルの変化量を測定し、この測定値情報が入力されると、測定データ換算手段２２により、このレベル計６１の測定値と図４（ａ）の対比表と（ｂ）のグラフを用いて液容量が算出される。例えば、０から１３０ｍ３までの算出値がある。
【００２８】
タンクレベルの変化量から液化アンモニアの容量の合計値が算出される。例えば、０から３９０ｍ３までの算出値がある。受入流量の合計は数１の計算式で算出する。ここで「ＣＰＶ」とはアンモニアタンク容量合計値を意味する。「ＩＮ」とはタンクＡのレベル値を意味する。「Ｑ０１」はタンクＢのレベル値を意味する。「Ｑ０２」はタンクＣのレベル値を意味する。
【００２９】
0005619949.tif 000002
【００３０】
また、各貯蔵タンク５２には、温度計６２が備えられており、液化アンモニアの貯槽温度を測定する。例えば、−２０から６０℃までの測定値がある。タンクＡ、タンクＢ、タンクＣの貯蔵タンク５２の測定値から、中央値を算出し、更に液化アンモニアの液温の相違により液面が異なるため、液比重を算出して正確な容量を算出する。温度補正液比重は数２の計算式で算出する。例えば、０℃における標準液比重は０．６３８５５を利用する。ここで「ＣＰＶ」とはタンク温度から算出した液比重補正値を意味する。「Ｐ０１」は０℃におけるアンモニア標準液比重値を意味する。「Ｐ０２」はタンク温度による補正係数を意味する。「ＩＮ」とは液化アンモニアの液温を意味する。
【００３１】
0005619949.tif 000003
【００３２】
次に、測定データ換算手段２２により、液化アンモニア容量の合計値（ｍ３）についてタンク温度からの液比重を用いて、液化アンモニア容量を質量（ｔｏｎ）に換算する。タンク質量の換算は数３の計算式で算出する。例えば、０から２６０ｔｏｎまでの換算値がある。ここで「ＣＰＶ」とは液比重を用いて算出した液化アンモニア容量を意味する。「ＩＮ」とはアンモニアタンク容量合計値を意味する。「Ｑ０１」はタンク温度からの液比重補正値を意味する。
【００３３】
0005619949.tif 000004
【００３４】
この換算値は、測定データ換算手段２２により、質量の変化量から質量流量（Ｔ／Ｈ）を算出する。指定時間毎の質量変化量として算出する。タンク流量の換算は数４の計算式で算出する。例えば、０から８０Ｔ／Ｈまでの算出値がある。ここで「ＣＰＶ」とは指定時間毎の質量変化量として算出した質量流量を意味する。「ＩＮ」とは今回流量算出周期におけるタンク質量換算値を意味する。「Ｐ０１」は前回流量算出周期におけるタンク質量換算値を意味する。「３６００」は時間単位当りの質量流量への変換値を意味する。「流量算出周期」は指定時間毎にアンモニア受入流量計算を行うための周期を意味する。
【００３５】
0005619949.tif 000005
【００３６】
定周期流量算出をするときは、図６に示すような演算ロジックを用いて演算する。液化アンモニアの受入側元弁を開き（ＷＡ２５６．ＰＶ＝０）、流量算出周期を５分周期として流量を算出する。
【００３７】
最後に、この単位時間当たりの質量流量が受入流量として、データ生成手段２３により、例えば、０．００から８０Ｔ／Ｈまでの測定値が得られる。この測定値がモニターのような表示装置４０に表示されて計測処理が終了する。
【００３８】
更に、データ生成手段２３により受入流量が表示装置４０に表示される共に、トレンドグラフ作成手段２４により常に新しい受入流量をグラフ表示するいわゆるトレンドグラフ表示を作成し、このグラフを表示装置４０に表示される。
トレンドグラフ表示には、ヒストリカルトレンドグラフとリアルタイムトレンドグラフの２種類がある。このヒストリカルトレンドグラフでは蓄積された過去のデータを表示します。ユーザーがストレスなくデータ解析ができるよう、画面表示スパン（１秒から１０年など年単位）や拡大縮小、プロットラインの表示位置やサイズの調整などを変えて表示する。
【００３９】
リアルタイムトレンドグラフでは  データベース１０へ刻々と保存されるデータをリアルタイムにグラフ表示する。マルチビューで複数のグラフを同時にリアルタイム表示する。このようなリアルタイムとヒストリカルは、表示装置４０においてボタン１つで切り替えられようにする。
【００４０】
本発明は、貯蔵タンクに監視用として設置されているレベル計６１と温度計６２を用いることで、このレベル計６１と温度計６２の測定値を利用して受入流量を計測することにより、従来のような流量計の購入費、設置工事費及びその補修費を削減することができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の液化アンモニア貯蔵タンク受入流量計測システム及びその計測方法 は、発電所、工場、プラントに限定されず、液化アンモニアの貯蔵タンクを有する施設であればこのシステムと方法を利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００  液化アンモニア貯蔵タンクの受入流量の計測システム
１０  データベース
１１  測定値情報データベース
１２  換算値情報データベース
１３  液比重値情報データベース
２０  処理装置
２１  測定値入力手段
２２  測定データ換算手段
２３  データ生成手段
２４  トレンドグラフ作成手段
３０  入力装置
４０  表示装置
５２  貯蔵タンク
６１  レベル計
６２  温度計
【図１】
0005619949.tif 000006
【図２】
0005619949.tif 000007
【図３】
0005619949.tif 000008
【図４】
0005619949.tif 000009
【図５】
0005619949.tif 000010
【図６】
0005619949.tif 000011
【図７】
0005619949.tif 000012